PL184244B1 - Czujka dymu - Google Patents

Abstract

1. Czujka dymu, zawierajaca moco wana w oprawce wkladke z modulem optycz- nym, który ma zródlo swiatla, odbiornik swiatla, komore pomiarowa oslonieta dnem i uklad labiryntowy z przeslonami, umiesz- czonymi na obwodzie komory pomiarowej, znamienna tym, ze dno (11) jest uksztalto- wane w postaci lejka i ma ksztalt korzystnie stozka lub piramidy. FIG. 2 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujka dymu.

W czujkach dymu, które są oznaczone jako czujki dymu światła rozproszonego i które obok modułu optycznego posiadają dodatkowy czujnik, przykładowo czujnik temperatury, moduł optyczny jest tak ukształtowany, że zakłóceniowe światło obce nie dociera a dym bardzo łatwo wnika w komorę pomiarową. Źródło światła i odbiornik światła są tak umieszczone, że strumień światła nie może docierać na bezpośredniej drodze od źródła do odbiornika. Przy obecności cząsteczek dymu na wejściu strumienia światła, światło ze źródła światła jest rozpraszana w cząsteczkach dymu i część tego rozproszonego światła wpada na odbiornik światła i wywołuje elektryczny sygnał.

Jest oczywiste, że zabezpieczenie przed fałszywym alarmem takiej czujki dymu światła rozproszonego między innymi w sposób istotny zależy od tego, czy światło źródła światła jest rozpraszane tylko przez cząsteczki dymu, a więc z wyjątkiem takich cząsteczek do komory pomiarowej nie mogą docierać żadne inne cząsteczki, przy czym pojęcie “cząsteczka” jest rozumiane w naj szerszym sensie i przykładowo obejmuje także insekty. Problem z insektami był znany od pewnego czasu i został rozwiązany przez siatkę przeciwinsektową, otaczającąkomorę pomiarową.

Czujka dymu światła rozproszonego, znana z opisu DE-A-44 12 212, zawiera komorę pomiarową w postaci okrągłego pudełka, które jedną stroną czołową jest zamocowane do płytki,

184 244 połączonej z sufitem nadzorowanej przestrzeni, a jego ściana boczna jest utworzona przez siatkę przeciwinsektową. Strona czołowa komory pomiarowej, odwrócona od wspomnianej płyty i zwrócona do wierzchołka czujki, jest zakryta przez płaskie dno.

W znanych czujkach dymu rozpraszających obudowy są osłonięte przez okna, które sąwykonane z dwóch części, z których jednajest wykonana na pokrywie komory pomiarowej a druga na dnie. Przy osadzaniu dna występują zawsze trudności w jego dopasowaniu i dochodzi do powstania szczeliny świetlnej pomiędzy obydwoma połówkami okna, a przez to do niepożądanych zakłóceń światła nadawanego i odbieranego.

Praktyczne zastosowanie tego rodzaju czujki dymu światła rozproszonego z płaską, cylindryczną komorą pomiarową wykazało, że wraz ze wzrastającym okresem użytkowania może zwiększać się jej czułość na fałszywy alarm, przy czym jako istotną przyczynę poszukuje się w tym, że światło źródła światłajest rozpraszane na cząsteczkach kurzu odłożonego w komorze pomiarowej, a więc przez występowanie złudnych cząsteczek dymu. Aby wykluczyć występowanie takiego fałszywego alarmu, czujka musi być od czasu do czasu oczyszczana z kurzu, co przedstawia niepożądany dodatkowy nakład.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie czujki dymu, w której wywołanie fałszywych alarmów z powodu rozproszenia światła na cząsteczkach kurzu będzie prawie całkowicie uniemożliwione i dzięki temu zostanie osiągnięte przedłużenie okresu kontroli.

Pierwsza uprzywilejowana postać wykonania czujki dymu według wynalazku jest scharakteryzowana tym, że dnojest ukształtowane w postaci lejka i ma kształt korzystnie stożka lub piramidy.

Korzystnie dno ma strukturę w postaci siatki ijest ukształtowanejako siatka przeciwinsektową.

Według wynalazku dno modułu optycznego na swojej powierzchni wewnętrznej, zwróconej do komory pomiarowej jest zaopatrzone w wiele skierowanych do góry płytek i, że ich rozmieszczenie, ilość, wysokość i wzajemny odstęp jest taki, że padające światło przed dotarciem do dna natrafia najedną z tych płytek i, że odbiornik światła “widzi” z dna tylko płytki.

Korzystnie odbiornik światła jest osłonięty przez płytki przed światłem obcym, wnikającym od zewnątrz do komory pomiarowej z tym, że płytki są ustalone równolegle i prostopadle do krawędzi podstawy każdorazowej powierzchni boku piramidy.

Zgodnie z wynalazkiem na stronie zewnętrznej dna sąwykonane żebra, umieszczone w postaci gwiazdy, których ściany boczne tworzą kanały prowadzące dym.

Według wynalazku krytyczne, w odniesieniu do światła tła określone, części modułu optycznego, korzystnie przesłony obwodowe, przesłona osiowa i pokrywa komory pomiarowej przeciwległa do dna, mają gładką powierzchnię z tym, że przesłony obwodowe są tak umieszczone, że na większości z nich kąt padania promieni świetlnych, wysyłanych przez źródła światła i odbieranych przez odbiornik światła, jest stały.

Korzystnie przesłony obwodowe na swojej stronie czołowej skierowanej do przesłony osiowej mają ostrą krawędź.

Rozwiązanie według wynalazku powoduje bardzo znaczne zmniejszenie wpływu zakłóceń wywoływanych przez cząsteczki kurzu, ponieważ one teraz są istotnie dalej oddalone od właściwej strefy pomiarowej niż dotychczas, przez co prawdopodobieństwo, że światło rozproszone na cząsteczkach kurzu dotrze do obszaru pomiarowego jest istotnie mniejsze.

Jak wiadomo optyczne osie źródła światła i odbiornika światła wzajemnie przecinaj ą się w obszarze centrum komory pomiarowej i dzięki temu także w środku dna. Ponieważ dno w obszarze swojego wierzchołka ma swój największy odstęp od płaszczyzny pomiaru i ponieważ kurz przeważnie jest odkładany w tym obszarze dna, jest bardzo nieprawdopodobne, żeby światło wysyłane przez źródło światła docierało do cząsteczek kurzu, odłożonych na wierzchołku dna i w nich rozproszone docierało z powrotem do komory pomiarowej.

Ukształtowanie według wynalazku dna ze skierowanymi do góry płytkami powtórnie zmniejsza prawdopodobieństwo, że światło na wejściu do komory pomiarowej jest rozproszone na cząsteczkach kurzu, odłożonych na dnie. A więc cząsteczki kurzu nie są odkładane na płytkach, lecz na ich stopce, na powierzchni wewnętrznej dna, który stanowi obszar, osłonięty przed światłem z komory pomiarowej. Poza tym płytki oddziały wujątakże jako osłona przed światłem

184 244 obcym z zewnątrz, co znacznie podwyższa pewność pomiaru czujki dymu według wynalazku. Dalszą istotną zaletą, którą osiąga się ze wspomnianej absorpcji światła, pochodzącej z niepożądanego rozproszenia wtórnego lub odbicia, tak zwanego światła tła, są obniżone wymagania co do tolerancji wykonawczych. To znaczy, że ze wzrastającą absorpcja, światła tła obniżają się wymagania co do dokładności ustawiania źródła światła i odbiornika światła.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny przez czujkę dymu w osi optycznej jej modułu optycznego, w kierunku dna modułu optycznego, a fig. 2 - schematyczny przekrój według linii II-II na fig. 1 w podziałce zmniejszonej wobec fig. 1.

Przedstawiona czujka dymu światła rozproszonego składa się z wkładki 1, którajest mocowana w oprawce (nie przedstawionej), mocowanej korzystnie do sufitu nadzorowanego pomieszczenia i z nasadzonej na wkładkę czujnikową głowicy czujkowej 2, która w obszarze swojego wierzchołka, skierowanego w stanie pracy czujki do nadzorowanej przestrzeni, jest zaopatrzona w szczeliny wlotowe 3 dla dymu. Wkładka czujnikowa 1, zawiera korpus podstawowy w rodzaju pudełka, na którego stronie zwróconej do wierzchołka czujki jest umieszczony moduł optyczny 5, otaczający ścianę boczną4,anajego stronie zwróconejdo wkładki czujkowej 1 zawiera płytkę układów elektronicznych (nie przedstawioną). Taka budowa czujki jest znana i bliżej nie będzie opisana. W związku z tym odsyła się przykładowo do czujki dymu AlgoRex (AlgoRex- znak towarowy Cerberus AG) i do europejskiego zgłoszenia patentowego nr 95 117405.1.

Moduł optyczny 5 składa się ze źródła światła 6, odbiornika światła 1, komory pomiarowej 8, układu labiryntowego z przesłonami zewnętrznymi na stronie wewnętrznej ściany bocznej 4, środkowej przesłony 10 i dna 11. Optyczne osie źródła światła 6, utworzonego przez diodę świecącą na promieniowanie podczerwone (IRED) i odbiornika światła 7 leżą nie na wspólnej prostej, lecz mają przebieg załamany, przy czym w pobliżu punktu przecięcia jest umieszczona środkowa przesłona 10. Ściana boczna 4 i dno 11 osłaniają od zewnątrz komorę pomiarową 8 przed światłem obcym a przesłony zewnętrzne 9 i środkowa przesłona 10 uniemożliwiają, żeby promienie światła docierały prostą drogą od źródła światła 6 do odbiornika światła 7. Przesłony obwodowe 9 służą poza tym do zmniejszenia tak zwanego światła tła, które jest powodem niepożądanych rozproszeń odbić. Im większe jest zmniejszenie światła tła, to tym mocniejszy jest impuls podstawowy, który jest sygnałem wykrywanym, gdy w komorze pomiarowej 8 nie ma żadnego dymu. Obszar przecięcia wiązki promieniowania, wysyłanej przez źródło światła 6 i obszar widzenia odbiornika światła 7 tworzą właściwy obszar pomiarowy, oznaczony następnie jako przestrzeń rozpraszania.

Źródło światła 6 wysyła krótkie, intensywne impulsy świetlne do przestrzeni rozpraszania, przy czym odbiornik światła 7 wprawdzie “widzi” przestrzeń rozpraszania, ale nie źródło światła 6. Światło źródła światła (3 jest rozpraszane przez dym wnikający do przestrzeni rozpraszania i część tego światła rozproszonego wpada do odbiornika światła 7. Dzięki temu odbiornik wytwarza sygnał, przerabiany przez układ elektroniczny. Oczywiście czujka dymu, obok optycznego układu czujników, zawartych w module optycznym 5, może jeszcze zawierać inne czujniki, przykładowo czujnik temperatury i/lub gazu.

Jeżeli w nadzorowanej przestrzeni powstanie dym i dotrze do czujki dymu, wtedy wnika on w szczeliny wlotowe 3 i przepływa w nich w promieniowym kierunku do dna 11, ukształtowanego w postaci lejka. Dno 11 ma strukturę w rodzaju sita lub siatki i na swojej stronie zewnętrznej jest zaopatrzone w żebra 12, umieszczone w postaci gwiazdy, przez które dym jest wprowadzony do dna 11. Dzięki temu dym przepływa w pionowym kierunku do komory pomiarowej 8 i do przestrzeni rozpraszania.

Dzięki ukształtowaniu w postaci lejka dno 11 ma istotnie większy odstęp od komory pomiarowej niż ma to miejsce w przypadku płaskiego dna.

Cząsteczki kurzu, wnikające do komory pomiarowej 8, które rozpraszają światło źródła światła 5 i dlatego działająjak cząsteczki dymu, gromadząsię w wierzchołku dna 11 i znajdująsię zatem poza obszarem wpadania strumieni źródła światła 6, przez co wpływ zakłóceniowy tych cząsteczek dymu jest bardzo zmniejszony.

184 244

Jakwidaćzfig. 1 i2,obszar dna 11 w postaci lejka ma postać piramidy lub piramidy ściętej, przy czym wszystkie powierzchnie boczne piramidy posiadają już wspomnianą strukturę 13 w rodzaju siatki lub sita. Na fig. 1, ze względu na przejrzystość, taka struktura 13 jest zaznaczona tylko przy jednej powierzchni piramidy. Żebra 12 na stronie zewnętrznej dna 11 są korzystnie umieszczone wzdłuż krawędzi bocznych piramidy.

Prawdopodobieństwo wpływu zakłóceń przez cząsteczki kurzu, odłożone na dnie 11, jest jeszcze dalej zmniejszone przez specjalne jego ukształtowanie. Ono polega na tym, że dno 11 na swojej powierzchni wewnętrznej jest zaopatrzone w wiele płytek 14,15, skierowanych pionowo do góry, przy czym ich rozmieszczenie, ilość, wysokość i wzajemny odstęp jest tak dobrany, że światło padające z komory pomiarowej 8nadno 11,przed osiągnięciem dna 11, trafia na jedną z płytek 14 lub 15 i, że odbiornik światła 1 widzi od strony dna 11 tylko płytki 14, 15. Dzięki temu znacznie jest zmniejszone rozproszenie światła na cząsteczkach kurzu, ponieważ kurz o wiele wcześniej zostaje obłożony na dnie 11 niż na pionowych ściankach płytek 14, 15. Dodatkowow celu osłonięcia dna 11 przed światłem z komory pomiarowej 8, płytki 14,15 osłaniają odbiornik światła 7 przed światłem obcym.

Na rysunku nie wszystkie powierzchnie piramidy sązaopatrzone w płytki 14,15, lecz tylko powierzchnie piramidy przeciwległe do źródła światła i do odbiornika światła 7 i obszary pomiędzy tymi obiema powierzchniami. Powierzchnie piramidy, przeciwległe do źródła światła 6 i do odbiornika światła 7 sązaopatrzone we wzdłużne płytki 14, usytuowane równolegle do krawędzi podstawy piramidy a powierzchnie piramidy pomiędzy tymi powierzchniami są zaopatrzone w co najmniej jedną wzdłużną płytkę 14 i szereg, prostopadle do nich umieszczonych poprzecznych płytek 15. Wzdłużne płytki 14 przebiegają co najmniej w przybliżeniu prostopadle do osi optycznej przeciwległego źródła światła 6, względnie przeciwległego odbiornika światła 7. Poprzeczne płytki 15 służą w pierwszej linii do optycznego odsprzężenia źródła światła 6 i odbiornika światła 7.

Dno 11, które również jak cały wkład 1 (z wyjątkiem źródła światła 6 i odbiornika światła 7) j est wykonany z odpowiedniego tworzywa sztucznego i jest wytwarzane j ako część wtryskowa, ma na swojej krawędzi szereg organów zaczepowych (nie przedstawiowych), które slużądo rozłączalnego połączenia dna 11 ze ścianą, boczną 4 modułu optycznego 5 (fig. 2).

W celu jeszcze lepszej absorpcji światła tła, co najmniej określone części modułu optycznego 5, zwłaszcza przesłony obwodowe 3, przesłona środkowa 10 i pokrywa komory pomiarowej 8, przeciwległe do dna 11, zamiast dotychczasowych, zwykle matowych powierzchni, mają gładkie, to znaczy odbijające powierzchnie. Oczywiście także inne części lub cała strona wewnętrzna modułu optycznego 5 mogą posiadać gładką powierzchnię.

Dotychczas przyjmowano, że światło tła może być najlepiej przez absorpcję zredukowane na matowych powierzchniach, pomijano jednak przy tym rozważanie, że światło na matowej powierzchni jest rozwlekle rozpraszane i niekontrolowanie dociera do komory pomiarowej. Jeżeli natomiast jest zastosowana gładka powierzchnia, to oddziaływuje ona jako czarne lustro i odbija nie absorbowane światło w określonym, nie zakłócającym kierunku, przykładowo do sąsiadującej przesłony obwodowee. Ponieważ odbijające powierzchnie sączarne i dlatego odbijajątylko około 5% padającego promieniowania, można go przez wielokrotne odbijanie pomiędzy takimi powierzchniami praktycznie całkowicie zlikwidować. Wytwarzanie gładkich powierzchni odbywa się przez narzędzie wtryskowe, które co najmniej na powierzchniach, które powinny być gładkie, ma odpowiednią, korzystnie polerowaną powierzchnię.

Dalsze bardzo istotne cechy, w celu podwyższenia pewności pomiaru przedstawionej czujki dymu polegają na tym, że przesłony obwodowe 9 lub co najmniej większość z nich nie jest umieszczona obrotowo symetrycznie lecz tak, że kąt padania promieni świetlnych wysyłanych przez źródło światła 6 i odbieranych przez odbiornik światła 7 na te przesłony jest stały. Symetrycznie obrotowo umieszczone przesłony obwodowe 9 są to takie przesłony, które są utworzone przez obrót przesłony wokół środka. Na fig. 1 cztery przesłony obwodowe 9, sąsiadujące ze źródłem światła 6 i odbiornikiem światła 7 nie są ukształtowane symetrycznie obwodowe. Kąt

84 244 padania jest przy tym tak dobrany, że padające i nie absorbowane światło możliwie najczęściej jest odbijane pomiędzy przesłonami obwodowymi 9.

Przesłony obwodowe 9 są wykonane z dwóch zagiętych powierzchni częściowych, przy czym ich wzajemne nachylenie i odstęp oraz długość jest tak dobrana, że światło wypromieniowane do przesłon obwodowych 9 nie może bezpośrednio docierać do powierzchni wewnętrznej ściany bocznej A, lecz w każdym przypadku trafia najednąprzesłonę obwodową 9 i przez niąjest odbijane na sąsiadującą przesłonę obwodową. Także niesymetryczny obrotowo układ wielu przesłon obwodowych 9 prowadzi do lepszej absorpcji światła tła i dzięki temu do mniej srogich wymogów co do dokładności ustawiania i do części konstrukcyjnych źródła światła, 6 i odbiornika światła 7 i do mało podatnej na zabrudzenie czujki.

Jak pokazuje fig. 1, przesłony obwodowe 9 na swojej krawędzi wewnętrznej, skierowanej do przesłony osiowej 10 są ukształtowane z ostrym kantem. Ma to zaletę, że na taką ostrą krawędź wpada mało światła, a zatem mało światła jest odbijane w różnych kierunkach.

We wkładce 1 pożądana ostrość krawędzi wewnętrznych jest osiągnięta dzięki temu, że w narzędziu wtryskowym jest osadzony rdzeń, który na swoim obwodzie, kształtującym wspomniane krawędzie wewnętrzne ma zestopniowany, na przykład zębaty lub zygzagowaty zarys. Pojedyncze zestopniowania tego zarysu leżą wewnątrz na rowkach, ukształtowanych w narzędziu wtryskowym, do utworzenia przesłon obwodowych 2 i zamykająje w kierunku do środka. Dzięki temu pomiędzy rowkami narzędzia wtryskowego i rdzenia mogą być utworzone bardzo ostre krawędzie.

Praktyczne doświadczenia wykazały, że jednoczesne zastosowanie przesłon obwodowych 2 z ostrymi krawędziami wewnętrznymi i części modułu optycznego, jak przesłony obwodowe 9, przesłona osiowa 10, pokrywa komory pomiarowej 8, o gładkiej powierzchni, prowadzi do wyraźnego zmniejszenia impulsu tła i, że czujka jest mniej podatna na zabrudzenie i zarosienie.

Źródło światła 6 i odbiornik światła 7 są umieszczone w obudowie 16,17. Obie obudowy 16 i 17, które są wykonane na pokrywie komory pomiarowej 8, są otwarte do dołu i na swojej otwartej stronie są zakryte przez dno 11. Na swojej stronie czołowej, zwróconej do przesłony osiowej 10, obudowy 16 i 17 są osłonięte przez okna z otworem wylotowym, względnie wlotowym światła.

Jak pokazano na fig. 2 przy oknie 18 obudowy 16, górna i dolna połówka jednoczęściowego okna jest wzajemnie przestawiona w rodzaju obu ostrzy nożyc. Dzięki temu narzędzie do wytłaczania może być tak ukształtowane bez ciągnienia bocznego, że dla każdej obu wzajemnie przestawionych połówek otworu wylotowego i wlotowego światła jest przewidziany oddzielny element ukształtujący tak, że jest osiągnięty dokładnie określony kształt i czysta powierzchnia tych otworów.

184 244

184 244

ZZ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe

1. Czujka dymu, zawierająca mocowanąw oprawce wkładkę z modułem optycznym, który ma źródło światła, odbiornik światła, komorę pomiarową osłoniętą dnem i układ labiryntowy z przesłonami, umieszczonymi na obwodzie komory pomiarowej, znamienna tym, że dno (11) jest ukształtowane w postaci lejka i ma kształt korzystnie stożka lub piramidy.

2. Czujka według zastrz. 1, znamienna tym, że dno (11) ma strukturę w postaci siatki i jest ukształtowane jako siatka przeciwinsektowa.

3. Czujka dymu według zastrz. 2, znamienna tym, że dno (11) modułu optycznego (5) na swojej powierzchni wewnętrznej, zwróconej do komory pomiarowej (8) jest zaopatrzone w wiele skierowanych do góry płytek (14,15) i, że ich rozmieszczenie, ilość, wysokość i wzajemny odstęp jest taki, że padające światło przed otwarciem do dna (11) natrafia na jedną z tych płytek (14,15) i, że odbiornik światła (7) “widzi” z dna (11) tylko płytki (14, 15).

4. Czujka według zastrz. 3, znamienna tym, że odbiornik światła (7) jest osłonięty przez płytki (14,15) przed światłem obcym, wnikającym od zewnątrz do komory pomiarowej (8).

5. Czujka według zastrz. 4, znamienna tym, że płytki (14,15) sąustalone równolegle i prostopadle do krawędzi podstawy każdorazowej powierzchni boku piramidy'.

6. Czujka według zastrz. 3, znamienna tym, że na stronie zewnętrznej dna (11) są wykonane żebra (12), umieszczone w postaci gwiazdy, których ściany boczne tworząkanały prowadzące dym.

7. Czujka według zastrz. 1, znamienna tym, że krytyczne w odniesieniu do światła określone części modułu optycznego (5), korzystnie przesłony obwodowe (9), przesłona osiowa (10) i pokrywa komory pomiarowej (8) przeciwległa do dna (11), mają gładką powierzchnię.

8. Czujka według zastrz. 7, znamienna tym, że przesłony (9) są tak umieszczone, że na większości z nich kąt padania promieni świetlnych, wysyłanych przez źródła światła (6) i odbieranych przez odbiornik światła (7).

9. Czujka według zastrz. 7, znamienna tym, że przesłony obwodowe (9) na swojej stronie czołowej skierowanej do przesłony osiowej (10) mają ostrą krawędź.